Trumpf: E-Mobilität braucht Lasertechnik

Schweißen, Schneiden und Entlacken: Der hochpräzise Laser ist sehr gefragt beim Bau von E-Fahrzeugen. Bild: Trumpf

Mathias Kammüller sieht in den Megatrends Industrie 4.0 und der Elektromobilität große Chancen für die deutsche Industrie. „Der Maschinen- und Anlagenbau in Deutschland kann von der Vernetzung der Industrie und der Elektromobilität profitieren“, sagt der Chief Digital Officer bei Trumpf.

„Die vernetzte Fertigung als nächste Technologiestufe der Produktion und die Mobilität der Zukunft werden bei uns Arbeitsplätze in Entwicklung, Produktion und Applikation mindestens sichern, teilweise sogar neu schaffen.“ Digital vernetzte Laser machten es ferner überhaupt erst möglich, dass in der Übergangsphase vom Verbrenner zum reinen Elektroauto beide Varianten „auf Knopfdruck“ vom selben Band rollen können.

Bei Trumpf mache sich eine stark steigende Nachfrage nach Fertigungstechnologien für die Elektromobilität bemerkbar. Schon heute entfällt bei Trumpf jeder zehnte Euro bei den Automobilumsätzen auf die Batteriefertigung – Tendenz steigend. Trumpf hat weltweit bereits mehr als 500 Laser verkauft, die in der Batterieproduktion zum Einsatz kommen.

„Wir haben die richtigen Fertigungsverfahren, um die zentralen Komponenten für die Mobilität der Zukunft wirtschaftlich herzustellen: Batterie, Hochleistungselektronik und elektrischer Antrieb kann nur der Laser in Serie“, sagt Christian Schmitz, Chief Executive Officer Laser Technology bei Trumpf. Um Elektromobilität millionenfach und gleichzeitig bezahlbar herzustellen, sind robuste Fertigungsverfahren notwendig, die sich schnell von den heute niedrigen Produktionsvolumina auf die Massenproduktion skalieren lassen.

Auf der Messe INTECH demonstrierte Trumpf Laserverfahren, die in rund einer Minute alle Schweißungen eines Elektromotors durchführen können. „Mit unserem Schweißverfahren für die sogenannten Hairpins sorgen wir dafür, dass sich Elektromotoren schnell, sicher und kostengünstig herstellen lassen.

Das aufwändige und zeitintensive Wickeln von Spulen mit dicken Kupferdrähten für starke E-Motoren entfällt. Die Massenfertigung wird somit maßgeblich erleichtert“, sagte Schmitz. Beim sogenannten Hairpin-Verfahren schießt eine Druckluftpistole einen rechteckigen Kupferdraht, einer Haarnadel ähnlich, in eine Nut am Rand des Motors. Anschließend werden die Drähte ineinander verdreht und per Laser geschweißt.

Auch in der Batterieproduktion für Elektrofahrzeuge ist Trumpf Technologie gesetzt: Die Batterien bestehen aus mehreren Schichten hauchdünner Kupfer- und Alufolien, die mit dem Laser zugeschnitten werden. Anschließend wird flüssiges Elektrolyt eingefüllt und die Batterie mit einem Deckel verschweißt – diese Schweißungen müssen absolut dicht sein.

Denn wenn die Batterie im Betrieb kaputtgeht, besteht Brand- und Verletzungsgefahr. Von der Batteriezelle über das Batteriemodul hin zum Batteriepack übernimmt der Laser sämtliche Schweißvorgänge. Die Laseranlagen besitzen Sensorsysteme und sind über eine Software mit einer Cloudlösungen verbunden.

Die Sensoren liefern Werte für die Qualitätssicherung und die Dokumentation, steuern aber auch das Schweißverfahren. „Die Batteriehersteller stehen vor dem Problem, dass sie die Funktionsfähigkeit der Batterie erst am Ende des Herstellungsverfahrens testen können. Sie brauchen die durchgängige Überwachung dieses Prozesses, um am Ende die Funktionsfähigkeit der Batterie sicherzustellen“, betont Schmitz.

 „Unsere Laser für die Automobilindustrie zeigen beispielhaft, wie wichtig die Digitale Transformation für Trumpf ist. Um auch in der eigenen Fertigung zukunftsfähig zu bleiben, treiben wir auch bei uns im Unternehmen die Digitalisierung kontinuierlich voran“, sagte Mathias Kammüller. Mehr als 500 Mitarbeiter arbeiteten bei Trumpf bereits an mehr als 30 Projekten der Digitalen Transformation mit.